CHAPITRE III : MATERIELS ET METHODES
3.5. Matériel et mesures pour les trois compagnes
Pour répondre aux objectifs de l’expérimentation, il est important de maîtriser l’adéquation qui existe entre ce que l’on souhaite connaître : état en eau et en azote du sol et leur effet biophysique. Il faut donc collecter des données précises qui nous permettent, d’une part, de comparer les différents processus hydropédologiques qui s’établissent dans la parcelle, entre le milieu édaphique et la croissance de la plante et, d’autre part, déterminer les bilans hydriques et azotés nécessaires à la compréhension de ces processus selon que le sol est en conduite conventionnelle (avec labour) ou en conduite SCV. Le protocole d’échantillonnage et de mesure, ainsi que les matériels utilisés obéissent donc à ces objectifs.
3.5.1. Suivi des bilans hydriques
L’étude de l’évolution au cours du temps des flux d’eau nécessite la mesure à la fois des apports, des humidités et des charges hydrauliques.
3.5.1.1. Mesure de l’humidité
La mesure de l’humidité a été réalisée à l’aide d’un humidimètre neutronique et des mesures gravimétriques.
3.5.1.2. Mesure de l’humidité par sonde à neutrons
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Un site de mesure par parcelle (traitement) est équipé d’un tube d’accès neutronique. L’humidimètre utilisé est une sonde à neutrons Campbell 503 DR.
3.5.1.3. Mesure de l’humidité par méthode gravimétrique
Des mesures gravimétriques ont été réalisées lors de l’installation des tubes d’accès des sondes à neutron (avant le semis), ces valeurs étant utilisées comme l’humidité initiale pour les simulations et la validation des mesures neutroniques.
3.5.1.4. Mesure de la charge hydraulique par les tensiomètres
Le suivi des charges hydriques à l’aide de tensiomètres avait pour objectif de déterminer la position du plan de flux nul et le sens de l’écoulement. Afin de disposer d’une meilleure précision, les charges sont lues sur des multimanomètres à mercure (DT5000).
3.5.1.5. Suivi des apports d’eau
La campagne d’irrigation a débuté durant le mois d’avril pour blé dur et le mois de juin pour le maïs. Puis, les irrigations ont été menées en fonction de la disponibilité du matériel et des travaux sur la station de pompage. En effet, l’enrouleur est rattaché à la station GEVES, qui a sa propre expérimentation à mener, et le matériel se partageait donc. Ces contraintes n’ont pas permis le choix de toutes les dates d’irrigation.
Ces remarques montrent les difficultés de conduite d’une campagne d’expérimentations et la nécessaire adaptation « en temps réel » du protocole pour sauvegarder les points essentiels de l’expérimentation.
3.5.2. Déterminations agronomiques
3.5.2.1. Etude de l’indice foliaire (LAI)
L’indice foliaire caractérise la surface photosynthétiquement active de la culture, constituée principalement par l’ensemble des feuilles vertes. Le développement foliaire, caractéristique de l’espèce et qui peut varier avec la variété, est suivi par des mesures manuelles à enregistrement automatique au LAImètre (LI-COR LAI-2000). Le suivi du LAI présente un intérêt dans la mesure où la surface foliaire conditionne directement les prélèvements hydriques de la plante et la production de matière sèche.
3.5.2.1.1. Mesure par LI-COR LAI-2000
Il s’agit d’un appareil qui permet de caractériser un couvert végétal par la valeur de l’efficience
d’interception (εi) de l’énergie reçue par la culture dans le domaine des longueurs d’ondes
photosynthétiquement actives. Il est donc étroitement corrélé à l’indice foliaire, ainsi qu’aux propriétés des feuilles (dont le port et la forme géométrique).
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L’analyseur du couvert végétal LI-COR LAI-2000 (LAI indirect) permet d’évaluer de façon rapide l’indice foliaire d’une culture, à travers la relation suivante, dérivée de la loi de Beer- Lambert : ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ − = 95 . 0 1 * 1 i Ln K LAI ε Équation 1 i
ε : Efficience de l’interception (compris entre 0 et 0.95)
K : coefficient d’extinction moyen du couvert considéré (k= 0.7 pour le maïs)
Les mesures effectuées en cinq points au niveau des pieds de plante ( ) et en deux points au dessus du couvert végétal ( ) (schéma ci-dessous) permettent de mieux tenir compte de la variabilité spatiale. La précision de la mesure dépend du coefficient d’extinction k du couvert foliaire de l’espèce considérée. Lorsque l’efficience atteint des valeurs supérieures à 90%, la précision devient insuffisante pour discriminer des indices foliaires élevés. De plus, l’appareil comptabilise les feuilles en cours de dessèchement et n’est pas utilisable pendant la sénescence (Kradia, 2007).
Figure 2: Le protocole de mesure de LAI
Le LAI a été mesuré environ une fois par semaine avec 5 à 10 répétitions par traitement, sachant que le LAI peut diminuer fortement l’après midi par suite de la modification du port des feuilles en cas de stress (Olufayo, 1994). On notera que dans le cas de l’appareil utilisé, les mesures sont faites en lumière diffuse au coucher du soleil, donc sauf lors de périodes très chaudes et sèches, la valeur mesurée ne prend pas en compte ce phénomène.
3.5.3. Détermination de la production de MS
Les prélèvements de culture ont été effectués deux fois pendant la saison pour chaque traitement.
En général 4 placettes d’une surface de 3 m2 environ (dont la dimension est mesurée avec
précision) incluent 4 rangées pour tenir compte des effets de compétition. Les pieds ont été comptés par rangée et par placette, puis récoltés, pesés (poids humide) et séchés en étuve pendant 48 a 72 heures à 80°C et pesés de nouveau (poids sec). Des pesées successives permettent de contrôler le dessèchement. Rang de maïs 1 5 1 CemOA : archive ouverte d'Irstea / Cemagref
Il nous semble important d’indiquer que la détermination de la quantité de matière sèche (MS) produite est délicate. En effet la mesure de la matière verte des tiges (et feuilles) est aisée mais la détermination du taux de MS est laborieuse du fait que toutes les plantes ne présentent pas le même état de dessèchement (proportion variable de feuilles vertes) et que la grande masse végétale par placette impose un sous-échantillonnage pour connaître le taux de MS, surtout pour le maïs.
3.5.4. La détermination du rendement
Elle est effectuée à partir d’une série de placettes (5 à 7) par traitements qui sont récoltées manuellement; Les tiges et les épis sont comptés par rangée et par placette. Les épis du blé dur sont battus par une batteuse à poste fixe de marque Wintersteiger, par contre pour le maïs l’égrenage est fait à la main, un échantillon est prélevé pour réaliser le poids de 1000 grains. Des bottillons ont été séchés et pesés, pour être broyés séparément pour analyser la teneur en azote des traitements principaux.